國(guó)外辯論式教學(xué)在科學(xué)課堂中的應(yīng)用

楊 蘇 王笑君

（華南師范大學(xué)物理與電信工程學(xué)院，廣東 廣州 510006）

1 引言

上世紀(jì)50年代，美國(guó)提出了科學(xué)素養(yǎng)一詞，培養(yǎng)具有科學(xué)素養(yǎng)的公民成為各國(guó)科學(xué)教育的目標(biāo).研究者們提出了多種多樣的教學(xué)形式，例如發(fā)現(xiàn)教學(xué)，學(xué)生自主探究，小組合作等，讓學(xué)生參與科學(xué)課堂等等.但這些教學(xué)方式缺乏學(xué)生與學(xué)生之間的相互質(zhì)疑以及科學(xué)概念的深入理解與探究.科學(xué)課堂上的辯論（Scientific argumentation）引起了國(guó)際科學(xué)教育界的關(guān)注，我國(guó)大部分學(xué)者將“Scientific argumentation”譯為“科學(xué)論證”.潘瑤珍介紹了圖爾明的論證模式（TAP）和論證等級(jí)評(píng)價(jià)，并從理論層面闡述了論證在科學(xué)教育中的作用.［1］劉恩山在TAP的基礎(chǔ)上，提出了論證式教學(xué)在理科教學(xué)中的應(yīng)用.［2］國(guó)內(nèi)的研究都集中在理論層面，尚未從實(shí)踐的角度進(jìn)行介紹.本文旨在介紹國(guó)外辯論式教學(xué)在科學(xué)課堂開展的實(shí)例研究，并從實(shí)踐層面總結(jié)辯論式教學(xué)的課堂設(shè)計(jì)和課堂環(huán)境的建議，期望對(duì)我國(guó)的物理課堂提供借鑒.

2 從辯論到辯論式教學(xué)

“Scientific argumentation”可譯為“科學(xué)論證”或者“科學(xué)辯論”.我國(guó)大部分學(xué)者將其譯為“科學(xué)論證”.本文將其譯為“科學(xué)辯論”，指的是關(guān)于科學(xué)問(wèn)題的辯論，主要考慮到以下3方面：首先，辯論更加強(qiáng)調(diào)了學(xué)生與學(xué)生之間觀點(diǎn)的碰撞與反駁，是一種積極互動(dòng)的活動(dòng)，而不僅僅只是論證自己的觀點(diǎn)；其次，通過(guò)了解圖爾明辯論模式（TAP）和辯論模型評(píng)價(jià)等級(jí)，［3］可知辯論要素中學(xué)生之間的辯駁和舉出反例決定辯論等級(jí)的高低；最后，我國(guó)現(xiàn)行的科學(xué)探究有些還停留在形式上，缺少學(xué)生之間相互質(zhì)疑，相互辯駁的過(guò)程.

辯論式教學(xué)實(shí)質(zhì)上是將辯論這種方式引進(jìn)科學(xué)課堂，讓學(xué)生在科學(xué)課堂上經(jīng)歷搜集數(shù)據(jù)資料，基于科學(xué)理論與數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系提出觀點(diǎn)，并為自己的觀點(diǎn)進(jìn)行辯駁的過(guò)程.這個(gè)過(guò)程有助于學(xué)生科學(xué)知識(shí)的建構(gòu)，學(xué)習(xí)科學(xué)方法，理解科學(xué)本質(zhì)，從而提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng).

3 辯論式教學(xué)的課堂設(shè)計(jì)和課堂環(huán)境討論

辯論式教學(xué)的開展困擾著很多教師，為此Osborne等研究者在對(duì)教師進(jìn)行辯論教學(xué)培訓(xùn)并開展教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上提出了9種進(jìn)行辯論式教學(xué)設(shè)計(jì)的參考框架［4］以及辯論式教學(xué)課堂環(huán)境的建議，為教師開展辯論式教學(xué)提供了一定的參考.

3.1 辯論式教學(xué)的課堂設(shè)計(jì)

（1）陳述表形式.給學(xué)生一張?zhí)囟茖W(xué)主題的陳述表，要求學(xué)生選擇他們所同意或不同意的觀點(diǎn)，并對(duì)他們選擇的觀點(diǎn)進(jìn)行辯論.例如國(guó)外教師Sherrod組織學(xué)生討論月相的形成原因，陳述表中列出了月相形成的5種解釋，要求學(xué)生選擇自己認(rèn)為正確的，并進(jìn)行辯論.

（2）概念圖.給出學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念時(shí)的實(shí)例，要求學(xué)生指出概念建構(gòu)過(guò)程是否科學(xué)并進(jìn)行辯論，這種形式有助于學(xué)生深入理解科學(xué)概念.

（3）實(shí)驗(yàn)報(bào)告.呈現(xiàn)一份缺失某些實(shí)驗(yàn)步驟或使用錯(cuò)誤科學(xué)方法的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，讓學(xué)生找出錯(cuò)誤并進(jìn)行辯論，這種形式有助于學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)方法.

（4）理論比較（卡通形式）.以卡通形式呈現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)理論，讓學(xué)生進(jìn)行辯論.例如在講解物態(tài)變化時(shí)，為了讓學(xué)生理解影響熔化的因素，設(shè)計(jì)兩個(gè)雪人，一個(gè)直接放在太陽(yáng)下，另外一個(gè)穿上衣服放在太陽(yáng)下，對(duì)兩種情境下的雪人融化快慢進(jìn)行辯論.［5］

（5）理論比較（故事形式）.以故事的形式提出多種不同的科學(xué)理論，讓學(xué)生進(jìn)行辯論.如談到地球上生命起源時(shí)，可呈現(xiàn)多種不同理論，讓學(xué)生進(jìn)行選擇并相互辯論.

（6）理論比較（論點(diǎn)論據(jù)）.向?qū)W生介紹某種科學(xué)現(xiàn)象，提供不同解釋和相關(guān)可能用到的證據(jù).比如國(guó)外教師開展主題為“我們是如何看到光線的”，給出了兩個(gè)理論，同時(shí)在理論的基礎(chǔ)上提供了相應(yīng)的證據(jù)，讓學(xué)生選擇相關(guān)理論和支持的證據(jù)進(jìn)行辯論.

（7）建構(gòu)論點(diǎn).呈現(xiàn)某種科學(xué)現(xiàn)象并提供不同的解釋，選擇認(rèn)為正確的解釋并說(shuō)明理由，這種方式類似于第6種，只是沒(méi)有提供相應(yīng)的證據(jù).例如，提供原子的結(jié)構(gòu)模型，并提供不同的解釋，讓學(xué)生進(jìn)行辯論.

（8）猜想、觀察和解釋.介紹某種現(xiàn)象，讓學(xué)生進(jìn)行猜想并提供證據(jù).然后演示實(shí)驗(yàn)，若結(jié)果與猜想不符合，要求學(xué)生重新思考并提出新論點(diǎn)及驗(yàn)證方法.

（9）實(shí)驗(yàn).讓學(xué)生提出猜想，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，證明自己的觀點(diǎn).例如，教師讓學(xué)生討論影響單擺擺動(dòng)快慢的因素，提出猜測(cè)并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，在課堂上進(jìn)行辯論得出結(jié)論.

在真實(shí)的科學(xué)課堂上，教師要結(jié)合課程內(nèi)容和課程目標(biāo)靈活應(yīng)用Osborne提出的9種模型.除此之外，教師在開展辯論式教學(xué)之前應(yīng)仔細(xì)思考整堂課的設(shè)計(jì)，例如課堂如何開始，如何組織學(xué)生進(jìn)行辯論，如何推動(dòng)辯論的發(fā)展，如何引導(dǎo)學(xué)生將證據(jù)和理論聯(lián)系起來(lái)進(jìn)行有邏輯地辯論，如何結(jié)束辯論等等，這樣有助課堂的順利開展.

3.2 辯論式教學(xué)課堂環(huán)境

要順利開展辯論式教學(xué)，課堂環(huán)境的營(yíng)造也很重要.Duschl和Obsorne認(rèn)為在進(jìn)行辯論式教學(xué)時(shí)，教師必須提供給學(xué)生問(wèn)題的情境和交談的情境.［6］與傳統(tǒng)課堂相比，開展辯論式教學(xué)的課堂需要教師營(yíng)造開放，自由平等的氛圍.筆者結(jié)合國(guó)外相關(guān)研究，總結(jié)出了如下開展辯論式教學(xué)的建議.

（1）教師應(yīng)營(yíng)造平等、自由的科學(xué)課堂，認(rèn)真傾聽學(xué)生的辯論過(guò)程，適時(shí)參與辯論，例如提供一些相關(guān)證據(jù)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生辯論中的一些反駁言論，引導(dǎo)學(xué)生提出反駁觀點(diǎn).［7］

（2）在開展辯論式教學(xué)前，學(xué)生應(yīng)該學(xué)習(xí)一些有關(guān)圖爾明的辯論結(jié)構(gòu)（TAP）知識(shí).

（3）教師可以選擇貼近學(xué)生生活的主題進(jìn)行辯論，提高學(xué)生課堂參與度.

（4）開展辯論式教學(xué)時(shí)，不要太拘泥于圖爾明辯論模式的6要素，要更注重課堂開展過(guò)程.

4 辯論式教學(xué)在科學(xué)課堂開展的相關(guān)實(shí)例研究

4.1 國(guó)外相關(guān)實(shí)證的主題和方法

國(guó)外在上世紀(jì)80年代就已經(jīng)提出了辯論式教學(xué)，但將辯論式教學(xué)引進(jìn)科學(xué)課堂在上世紀(jì)90年代.之后，研究者們開始對(duì)辯論式教學(xué)進(jìn)行實(shí)證研究，研究的主題主要集中在：教師如何組織辯論式教學(xué)，哪種課堂環(huán)境能夠促進(jìn)辯論式教學(xué)的開展，辯論式教學(xué)在科學(xué)教育中的作用等.實(shí)證方法主要采用課堂案例分析、訪談法等，研究者預(yù)先設(shè)計(jì)一些科學(xué)辯題引進(jìn)科學(xué)課堂，然后進(jìn)行錄像，再對(duì)錄像中的師生對(duì)話，生生對(duì)話進(jìn)行編碼分析，由此得到關(guān)于辯論式教學(xué)的一些研究結(jié)論.

4.2 具有代表性的實(shí)證研究

以下兩個(gè)實(shí)例分別是具體介紹1節(jié)科學(xué)課堂開展辯論式教學(xué)的流程和一項(xiàng)為期兩年的辯論式教學(xué)研究.

4.2.1 實(shí)例1

Chin［8］基于如何提高科學(xué)課堂辯論的質(zhì)量，組織了兩個(gè)學(xué)校的4個(gè)班級(jí)的學(xué)生（12歲到14歲之間）進(jìn)行辯論式教學(xué).開展前教師給所有學(xué)生介紹有關(guān)科學(xué)辯論的基本知識(shí)，接著正式開展辯論式教學(xué)，教學(xué)過(guò)程如下.

（1）教師給學(xué)生呈現(xiàn)冰吸熱融化后的溫度變化圖像.

（2）列出一份辯論所需要的證據(jù)列表，學(xué)生結(jié)合圖像和證據(jù)列表進(jìn)行思考.

（3）教師給學(xué)生提供一張問(wèn)題單，組織學(xué)生有目的地提出一些問(wèn)題（如表1所示）.

表1

續(xù)表

（4）在進(jìn)行全班的辯論之前，小組內(nèi)部先進(jìn)行辯論，教師也給學(xué)生們提供了一張辯論要素記錄單（如表2所示）.

表2

（5）全班各小組可以依據(jù)圖1的辯論結(jié)構(gòu)分別闡述自己的觀點(diǎn)及證據(jù)，并為自己的觀點(diǎn)進(jìn)行辯護(hù)與反駁其他人觀點(diǎn).

整個(gè)過(guò)程研究者進(jìn)行錄像，利用圖爾明的辯論結(jié)構(gòu)和等級(jí)模型對(duì)生生對(duì)話，師生對(duì)話進(jìn)行編碼分析.研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在辯論式教學(xué)中，問(wèn)題的建立能促進(jìn)辯論的深度.進(jìn)行辯論式教學(xué)能夠促進(jìn)學(xué)生的課堂參與度，學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)質(zhì)疑，有利于培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，同時(shí)還能促進(jìn)學(xué)生科學(xué)知識(shí)的建構(gòu).

圖1

4.2.2 實(shí)例2

Osborne［4］開發(fā)了用于培訓(xùn)教師開展辯論式教 學(xué) 的 項(xiàng) 目 （Ideas，Evidence and Argument in Science Education，簡(jiǎn)稱IDEAS），并在6所學(xué)校選取12位教師針對(duì)8年級(jí)的學(xué)生開展了為期兩年的辯論式教學(xué)，要求每年至少開展9次辯論式教學(xué).計(jì)劃分為兩個(gè)階段，第1階段是在對(duì)進(jìn)行教師組織辯論教學(xué)能力的培養(yǎng)同時(shí)，發(fā)展課堂辯論的素材和辯論的模式，從而支持辯論式教學(xué)的開展.在這個(gè)階段教師開展了“動(dòng)物園是否應(yīng)該被取消”和“我們是如何看到光的”等主題的辯論.第2階段是在進(jìn)行1年的辯論式教學(xué)之后，采取訪談的形式留下進(jìn)步較大的6位教師分別教授相同年級(jí)水平相當(dāng)?shù)陌嗉?jí).

整個(gè)過(guò)程利用錄像方式將課堂記錄下來(lái)并依據(jù)圖爾明的辯論結(jié)構(gòu)和等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，得到以下結(jié)論：（1）經(jīng)過(guò)兩年辯論式教學(xué)的開展，教師組織辯論式課堂的能力提高了，學(xué)生的辯論能力在不斷地提高，對(duì)于辯論的結(jié)構(gòu)更加熟悉；（2）學(xué)生科學(xué)辯論能力能夠通過(guò)培養(yǎng)提高，但需要一定的時(shí)間，不能一蹴而就；（3）辯論式教學(xué)促進(jìn)了學(xué)生科學(xué)知識(shí)的掌握，但不明顯；（4）辯論式教學(xué)促進(jìn)了學(xué)生的課堂參與度，學(xué)生現(xiàn)有科學(xué)知識(shí)水平一定程度上影響課堂參與度，科學(xué)知識(shí)越豐富，在課堂上更加積極；（5）相比科學(xué)議題，學(xué)生更愿意參與科學(xué)社會(huì)性議題.

除此之外，還有很多研究者得出了一些相關(guān)結(jié)論，Zohar和Nemet在研究中發(fā)現(xiàn)辯論式教學(xué)對(duì)于學(xué)生知識(shí)和辯論能力都有顯著提高，另外，布萊梅大學(xué)的研究者發(fā)現(xiàn)辯論不僅能夠鞏固所學(xué)的知識(shí)，還能促進(jìn)新知識(shí)的學(xué)習(xí)，提供機(jī)會(huì)讓學(xué)生自主建構(gòu)知識(shí).綜上所述，這些研究都顯示，學(xué)生的科學(xué)辯論能力是可以在課堂上不斷培養(yǎng)的，而且辯論式教學(xué)相比傳統(tǒng)教學(xué)，能夠讓學(xué)生促進(jìn)學(xué)生課堂的參與度，讓學(xué)生自主建構(gòu)知識(shí).這些研究結(jié)論為我們開展辯論式教學(xué)提供了依據(jù).

5 總結(jié)與啟示

在國(guó)外，研究者們已經(jīng)將辯論式教學(xué)引進(jìn)科學(xué)課堂，并進(jìn)行了一系列的實(shí)證研究，將理論實(shí)踐化、具體化，并在不斷地豐富相關(guān)理論.近年來(lái)，國(guó)內(nèi)也有一些研究者開始關(guān)注辯論式教學(xué)，但是大部分還是停留在理論層面，鮮有將辯論式教學(xué)引進(jìn)科學(xué)課堂的實(shí)例.對(duì)于很多科學(xué)課程的教師來(lái)說(shuō)，辯論式教學(xué)還很陌生.

目前，科學(xué)探究作為一種教學(xué)方式得到了大多數(shù)教育研究者的青睞，但是很多學(xué)校對(duì)于科學(xué)探究的開展還停留在菜譜式水平，只是按照科學(xué)探究既定的模式開展一些已知結(jié)論的驗(yàn)證，但是真正的探究應(yīng)該是讓學(xué)生自主構(gòu)建和創(chuàng)造新的知識(shí)，理解科學(xué)本質(zhì).辯論式教學(xué)則是在探究教學(xué)的環(huán)境下產(chǎn)生的一種新的教學(xué)形式，它關(guān)注學(xué)生基于搜集到的證據(jù)的辯論，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)闡述自己的觀點(diǎn)，同時(shí)還要反駁他人觀點(diǎn).這個(gè)過(guò)程促進(jìn)學(xué)生體會(huì)科學(xué)探究過(guò)程，理解科學(xué)本質(zhì)，提高科學(xué)素養(yǎng).因此，在物理課堂中教師可以圍繞某個(gè)問(wèn)題或者某個(gè)主題組織學(xué)生開展辯論式教學(xué)，有助于學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解，讓學(xué)生真正經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)程，提高學(xué)生課堂參與度，使得物理課堂更加豐富高效.

1 潘瑤珍.基于論證的科學(xué)教育［J］.全球教育展望，2010（6）：82－86.

2 劉恩山.論證式教學(xué)策略的發(fā)展及其在理科教學(xué)中的作用［J］.生物學(xué)通報(bào)，2012（5）：31－34.

3 Erduran S，Simon S and Osborne J.TAPping into argumentation：Developments in the application of Toulmin＇s argument pattern for studying science discourse ［J］.Science Education，2004：915－933.

4 Osborne.J，Erduran S.Enhancing the quality of argumentation in school science［J］.Journal of Reseacher in Science Teaching，2004（10）：994－1020.

5 Simon S，Katherine，Richardson.Argumentation in School：Breaking the Tradition of Authoritative Exposition Through a Pedagogy that Promotes Dissussion and Reasonning，Argumentation.2009，23，469－493.

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7 Simon S Erduran S and Osborne J.Learning to teach argumentation：Research and development in the science classroom［J］.International Journal of Science Education，2006，28（2－3），235－260.

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